حقوق الصورة: هابل
درس الفلكيون الضوء من 11 مستعرًا أعظميًا جديدًا للمساعدة في التحقق من صحة الأدلة على أن نوعًا من "الطاقة المظلمة" يسرع الكون إلى جانبه. من خلال قياس سطوعها النسبي ، يمكنهم حساب مدى بُعد المستعرات الأعظمية من النوع Ia. تم جمع هذه البيانات الأخيرة من قبل فريق دولي من علماء الفلك يستخدمون التلسكوبات الأرضية لتوفير أهداف متابعة لتلسكوب هابل الفضائي. تم التخطيط لقمر صناعي جديد يسمى SuperNova / Acceleration Probe ، والذي سيكون قادرًا على اكتشاف آلاف السوبرنوفا وتتبع انفجاراتها بدقة.
مجموعة فريدة من 11 مستعر أعظم بعيد من النوع Ia تمت دراستها باستخدام تلسكوب هابل الفضائي تسلط ضوءًا جديدًا على الطاقة المظلمة ، وفقًا لأحدث نتائج مشروع سوبرنوفا كوزمولوجي (SCP) ، الذي تم نشره مؤخرًا على http://www.arxiv.org/abs / astro-ph / 0309368 وقريبًا للظهور في مجلة الفيزياء الفلكية.
يقول ساول بيرلموتر ، عالم الفيزياء الفلكية في مختبر لورانس بيركلي الوطني وزعيم SCP ، إن المنحنيات الخفيفة والأطياف من 11 مستعرًا أعظميًا بعيدًا تشكل "مجموعة بيانات رائعة بشكل مذهل ، وهي أكبر مجموعة يتم جمعها من الفضاء فقط". إن SCP هو تعاون دولي من باحثين من الولايات المتحدة والسويد وفرنسا والمملكة المتحدة وشيلي واليابان وإسبانيا.
تعد المستعرات الأعظمية من النوع Ia من بين أفضل "الشموع القياسية" في علم الفلك ، وهي متشابهة جدًا لدرجة أن سطوعها يوفر مقياسًا يمكن الاعتماد عليه لمسافة المسافة ، وهي ساطعة لدرجة أنها تكون مرئية على بعد مليارات السنين الضوئية.
تعزز الدراسة الجديدة الاكتشاف الرائع ، الذي أعلن عنه مشروع سوبرنوفا كوزمولوجي في أوائل عام 1998 ، أن توسع الكون يتسارع بسبب الطاقة الغامضة التي تنتشر في كل الفضاء. واستند هذا الاكتشاف إلى بيانات من أكثر من اثني عشر مستعرًا أعظميًا من النوع Ia ، تمت ملاحظتها جميعًا باستثناء واحدة من الأرض. أعلنت مجموعة متنافسة ، فريق بحث High-Z Supernova ، بشكل مستقل عن نتائج متسقة بشكل لافت ، استنادًا إلى 14 سوبرنوفا إضافية ، تمت ملاحظتها أيضًا في الغالب من الأرض.
نظرًا لأن تلسكوب هابل الفضائي (HST) لا يتأثر بالغلاف الجوي ، فإن صوره من المستعرات الأعظمية أكثر حدة وأقوى وتوفر قياسات سطوع أفضل بكثير مما هو ممكن من الأرض. روبرت أ.كنوب ، أستاذ مساعد الفيزياء وعلم الفلك في جامعة فاندربيلت في ناشفيل ، تينيسي ، قاد تحليل بيانات مشروع سوبرنوفا كوزولوجي ل 11 مستعر أعظم درست مع HST وشارك في تأليف تقرير مجلة الفيزياء الفلكية مع 47 عضوًا آخرًا في SCP.
يقول نوب: "توفر بيانات HST أيضًا اختبارًا قويًا لانقراض المجرات المضيفة" ، مشيرًا إلى مخاوف من أن قياسات السطوع الحقيقي للمستعرات الأعظمية يمكن التخلص منها بواسطة الغبار في المجرات البعيدة ، والتي قد تمتص وتشتت ضوءها. لكن الغبار سيجعل ضوء المستعر الأعظم أكثر احمرارًا ، مثلما تبدو شمسنا أكثر احمرارًا عند غروب الشمس بسبب الغبار في الغلاف الجوي. يقول نوب ، لأن البيانات المأخوذة من الفضاء لا تظهر احمرارًا غير طبيعي مع المسافة ، فإن المستعرات الأعظمية "تجتاز الاختبار بألوان متطايرة".
"الحد من هذه الشكوك أمر حاسم لاستخدام المستعرات الأعظمية؟ أو أي ملاحظات فلكية أخرى؟ "لاستكشاف طبيعة الكون" ، يقول آرييل جوبار ، عضو في SCP وأستاذ الفيزياء الفلكية للجسيمات في جامعة ستوكهولم في السويد. يقول Goobar ، إن اختبار الانقراض "يقضي على أي قلق من أن غبار المجرة المضيفة العادي يمكن أن يكون مصدرًا للتحيز لهذه النتائج الكونية في الانزياحات الحمراء العالية". (راجع ما هو انقراض المضيف غالاكسي؟)
مصطلح "الجاذبية البغيضة" الغامضة التي تدفع الكون إلى التوسع بشكل أسرع هو الطاقة المظلمة. البيانات الجديدة قادرة على تقديم تقديرات أكثر صرامة للكثافة النسبية للمادة والطاقة المظلمة في الكون: في ظل الافتراضات المباشرة ، فإن 25 في المائة من تكوين الكون هو مادة من جميع الأنواع ، و 75 في المائة هي الطاقة المظلمة. علاوة على ذلك ، توفر البيانات الجديدة مقياسًا أكثر دقة لـ "ينبوع" الطاقة المظلمة ، والضغط الذي تطبقه على تمدد الكون لكل وحدة كثافة.
من بين المحاولات العديدة لشرح طبيعة الطاقة المظلمة ، هل يسمح بعضها بهذه القياسات الجديدة؟ بما في ذلك الثابت الكوني الذي اقترحه ألبرت أينشتاين؟ لكن البعض الآخر مستبعد ، بما في ذلك بعض من أبسط النماذج للنظريات المعروفة باسم الجوهر. (انظر ما هي الطاقة المظلمة؟)
المستعرات الأعظمية عالية الانزياح الأحمر هي أفضل أداة لقياس خصائص الطاقة المظلمة؟ وفي النهاية تحديد ماهية الطاقة المظلمة. كما توضح دراسات المستعرات الأعظمية مع HST ، فإن أفضل مكان لدراسة المستعرات الأعظمية عالية الانزياح الأحمر هو باستخدام تلسكوب في الفضاء ، لا يتأثر بالجو.
ومع ذلك ، "من أجل الاستفادة المثلى من التلسكوب في الفضاء ، من الضروري الاستفادة من أفضل التلسكوبات على الأرض" ، يقول عضو اللجنة الدائمة المعنية بقضايا المحيط الهادئ كريس ليدمان من المرصد الجنوبي الأوروبي.
بالنسبة إلى المستعرات الأعظمية في الدراسة الحالية ، ابتكر فريق SCP استراتيجية يمكن من خلالها تلسكوب هابل الفضائي الاستجابة بسرعة للاكتشافات التي تم الحصول عليها من الأرض ، على الرغم من الحاجة إلى جدولة وقت HST مقدمًا. من خلال العمل معًا ، نفذ كل من SCP ومعهد علوم تلسكوب الفضاء الاستراتيجية لتحقيق تأثير رائع.
تشير الدراسة الحالية ، استنادًا إلى ملاحظات HST لـ 11 مستعر أعظم ، إلى الطريق إلى الجيل التالي من أبحاث المستعرات الأعظمية: في المستقبل ، سيكتشف مسبار SuperNova / Acceleration Probe ، أو الأقمار الصناعية SNAP ، الآلاف من المستعرات الأعظمية من النوع Ia ويقيس أطيافها ينحني الضوء من اللحظات الأولى ، من خلال السطوع الأقصى ، حتى يختفي الضوء.
يقود Perlmutter التابع لـ SCP الآن مجموعة دولية من المتعاونين الذين يقع مقرهم في Berkeley Lab الذين يقومون بتطوير SNAP بدعم من مكتب العلوم التابع لوزارة الطاقة الأمريكية. قد يتم تحديد أفضل مرشح لنظرية صحيحة للطاقة المظلمة بعد وقت قصير من بدء عمل SNAP. ونتيجة لذلك ، سيتم فتح عالم من الفيزياء الجديدة.
"قيود جديدة على أوميغا م ، أوميغا لامدا ، و w من مجموعة مستقلة من أحد عشر مستعرًا عظميًا عالي الانزياح أحمر تمت ملاحظته مع HST" بقلم روبرت أ. كنوب و 47 آخرين (مشروع سوبرنوفا كوزمولوجي) ، سيظهرون في الفيزياء الفلكية المجلة وهي متاحة حاليًا على الإنترنت على http://www.arxiv.org/abs/astro-ph/0309368.
مختبر بيركلي هو مختبر وطني تابع لوزارة الطاقة الأمريكية يقع في بيركلي ، كاليفورنيا. وهي تجري بحثًا علميًا غير مصنف وتديره جامعة كاليفورنيا.
المصدر الأصلي: نشرة بيركلي الإخبارية
